预报太空天气

从宇宙的角度来看，太阳只是一颗普通的恒星。然而，地球环境受太阳活动的影响很大。地球上的植物进行光合作用，然后被动物吃掉的生命周期，是因为太阳的光和热而诞生的。如果你这样想的话，来自生物的化石燃料也可以被认为是来自太阳的能量。

太阳对地球的影响不仅限于可见光（可见光）和热量。太阳发射各种电磁波和粒子，改变地球磁场，有时会产生极光。当太阳表面发生爆炸或耀斑时，会发出强烈的X射线和紫外线，扰乱地球的电离层并引起德林格现象，从而扰乱短波通信。尽管如今短波通信的使用领域正在减少，但它们仍然广泛应用于航空无线电和其他应用，因此通信故障的影响相当大。此外，如果发生质子现象，即质子、氢原子核的数量突然增加，不仅会极大地扰乱地球磁场，还会扰乱计算机电路，对空间站宇航员的健康产生不利影响。

为此，各国正在努力开发“太空天气预报”，旨在提前预测太阳活动将如何影响地球。

目前活跃的太阳观测卫星包括 NASA 的 ACE 航天器、NOAA（美国国家海洋和大气管理局）的气象卫星 GOES，以及 NASA 和 ESA 联合运营的 SOHO 航天器和 STEREO 航天器。 ACE探测器将观测来自太阳和太阳系外的高能粒子，而GOES将观测来自太阳的X射线和质子。 SOHO卫星位于拉格朗日点L1，太阳与地球重力平衡的地方，将观测日冕（围绕太阳的100万度超高温等离子体）和太阳风（从太阳吹出的等离子体流）。 STEREO 还用于使用两艘航天器对太阳的日冕气体喷发进行三维观测。此外，日本的日之出配备了高分辨率可见光和X射线望远镜，用于观测磁场和日冕。来自这些卫星和探测器的数据在全球范围内广泛使用，观测和预报数据由拥有 14 个成员国的国际组织国际空间环境服务组织 (ISES) 共享。

在日本，国家信息通信技术研究所（NICT）的空间环境信息学实验室负责空间天气预报，并根据来自世界各地的卫星数据以及日本和南极电离层观测设备的数据提供太阳活动、太阳风和地磁（地磁）的每日预报。据说这个太空天气预报被日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）和卫星运营公司使用。

空间环境信息学实验室目前正在致力于使空间天气预报与地面天气预报一样易于使用。

[照片]左上：NICT 空间天气预报中心 右上：空间环境信息学实验室研究经理长妻努博士 左下：地球磁层模型 右下：用于太阳风和地磁预报的观测数据

“提前一小时左右的太阳风预报精度有了很大的提高。不过，地面天气预报和太空天气预报在数值预报方面仍然存在很大差距。例如，耀斑发生时发出的X射线强度是重要指标之一，但并不一定意味着它不一定有效果。效果根据太阳风的方向和地球磁场而变化，但到目前为止我们只能在可以提前一小时预测方向的地方测量太阳风磁场的方向，因此，我们目前正在增加地面和太空的观测点数量，以提高模拟的准确性。”国家信息通信技术研究所空间环境信息学实验室研究经理（长妻努博士）

未来，我们或许能听到诸如“XX天XX时间，有70%的概率会发生影响卫星的磁暴，空间站工作人员应采取防护措施。”之类的预报。